压裂液综合滤失系数的计算方法研究

准确认识和计算压裂液综合滤失系数,既是压裂施工设计中的一个关键问题,也是压后分析评估的一个核心内容.通过对压裂液综合滤失系数的四种计算方法,即理论计算方法、压后压力降落分析、瞬时关井压力梯度法和压裂过程压力反演方法综合分析后认为,理论计算方法得到的压裂液综合滤失系数往往小于实际情况,而且地层渗透率越低问题越严重,对此给出了理论计算方法计算的压裂液综合滤失系数的修正关系式,具有重要的借鉴和指导意义.     

考虑压裂液渗吸的压后压裂液返排的数值模拟

压后压裂液返排是水力压裂施工过程中的关键步骤,在非常规致密储层中压裂液的渗吸现象不容忽视．基于油水两相渗流理论、伯努利方程和连续性方程,建立考虑压裂液渗吸的返排数值模型,通过数值计算获得返排过程中的压力和排量等数据;根据支撑剂回流模型计算压裂液返排临界出砂流量,基于控制支撑剂回流和压裂液快速返排的原则,设计一套返排制度优化方法．将数值模拟结果与中国大庆油田LX3井实际返排数据对比验证,对长庆油田M87井进行返排工作制度设计,并分析了地层产出液黏度和初始地层压力对压裂液返排的影响．结果表明：返排过程中存在地层流体向裂缝渗流现象,原始地层压力改变对压裂液返排影响明显,而地层产出液的影响甚微．LX3井返排流量和井口压力的数值计算结果与现场监测结果基本相符,平均误差分别为13.8%和15.5%,验证了返排数值模型的准确性较高,可用于指导现场压裂返排施工设计．     

砂砾岩储层压裂液滤失模型研究

砂砾岩储层由于砾缘缝和微裂缝较发育,压裂液滤失较复杂,时常导致压裂施工失败.结合砂砾岩储层特征,在认识砂砾岩储层压裂液滤失机理的基础上,将砾石含量和粒径与砂砾岩的裂缝体积联系起来,将压裂液滤失过程考虑为滤饼区、侵入区和双重滤失区,应用达西定律和双重介质流体渗流理论建立砂砾岩储层压裂液滤失模型.模型预测结果与实验测试的结果符合度较高,进一步分析表明砂砾岩的砾石含量和大小对滤失系数影响不大,压差、压裂液黏度和滤饼渗透率是影响砂砾岩储层压裂液滤失系数的主要因素,微裂缝发育程度是影响砂砾岩储层滤失系数的主要特征,提出增加压裂液的造壁性能和使用降滤失剂是降低砂砾岩储层压裂液滤失的有效措施.     

三维压裂压力递减分析方法

在前人提出的拟三维压力递减分析模型基础上,建立了解释压裂后压力递减的三维模型,模型考虑了压裂液的续流影响.利用所建模型分析的压裂停泵后的压力递减数据,可计算裂缝几何参数(裂缝宽度、高度、长度)、压裂液滤失系数、地层应力强度因子、压裂液效率和裂缝延伸时间等,为调整大型压裂设计方案和新区整体压裂优化设计提供可靠的参数.研制了一套windows环境下的解释软件,运用该软件可获得有关评价参数.用计算实例说明了三维压裂压力递减分析方法的适用性和可靠性.     

裂缝伤害对套管射孔压裂井产能影响分析

在套管射孔压裂井中,存在影响井生产动态的裂缝伤害:瓶颈裂缝和压裂液滤失形成的滤失带伤害.运用分析方法研究了上述伤害对井产能的影响.分析结果表明两种类型的裂缝伤害都会降低压裂井产能,与滤失带伤害相比,瓶颈裂缝大幅度地降低了井产能,最大降幅达7倍.虽然压裂液滤失对井产能的影响没有瓶颈裂缝那么大,但也降低多一半.在实际施工中,应采用各种措施消除瓶颈裂缝和减小压裂液滤失.     

裂缝性油藏酸液滤失模型研究

酸液在酸压裂缝内流动时,有少数较大的岩石孔隙或天然裂缝首先受到过量酸液的溶蚀而迅速增长形成蚓孔,使滤失主要在蚓孔内发生.因此研究天然裂缝性油藏酸液滤失,必须考虑酸蚀蚓孔的影响.基于裂缝性油藏酸压中酸液的流动反应特性,建立了酸蚀蚓孔的增长模型、酸液在蚓孔内流动反应模型和滤失的酸液在地层中流动模型,提出了便于现场应用的裂缝性油藏酸压滤失计算方法;就影响蚓孔增长及滤失的裂缝净压力、蚓孔密度和酸液粘度等因素进行了实例计算分析,对于现场酸压施工中有效控制酸液的滤失具有重要的意义.     

浅析滤失性研究现状

压裂酸化是目前油气田增产的主要手段,而压裂液/酸液的滤失性是影响增产措施成败的一个重要参数。在国内外大量文献调研的基础上,系统地阐述各种滤失性的计算方法和数学模型,分析总结各种模型的适用性及其优缺点,并提出滤失性研究亟待解决的问题和以后的发展方向。     

浅析滤失性研究现状

压裂酸化是目前油气田增产的主要手段,而压裂液/酸液的滤失性是影响增产措施成败的一个重要参数。在国内外大量文献调研的基础上,系统地阐述各种滤失性的计算方法和数学模型,分析总结各种模型的适用性及其优缺点,并提出滤失性研究亟待解决的问题和以后的发展方向。     

类泡沫压裂液在陵72井区的应用前景探讨

类泡沫压裂液体系具有常规压裂液和泡沫压裂液的优点,在地面为液态状,施工时与常规压裂相同,注入地层后自动发泡形成类似泡沫压裂液的混合物,同时具有良好的携砂性能、降滤失性能、无残渣、低伤害性能。类泡沫压裂液在陵72井区14井次的压裂实践中,工艺成功率为92.3%,措施有效率为71.4%,累计增油23 125.8t。实践表明,类泡沫压裂液可用于江汉油田新沟嘴组油藏的储层改造。     

压裂缝高控制技术与通用设计计算方法

介绍目前常用的压裂缝高控制技术及其适用范围,提出一套适用于各种控缝高压裂工艺的通用设计计算方法.针对M气田S气层的实际情况选了施工排量、压裂液粘度、隔层应力差、杨氏模量和滤失系数等参数,通过计算得出这些参数对缝高的影响值.     

New P3D Hydraulic Fracturing Model Based on the Radial Flow

Pseudo three-dimension (P3D) hydraulic fracturing models often overpredict the fracture height for a poorly contained fracture. To solve this problem, a new method is presented in shaping the P3D fracture geometry on the basis of the fundamental theory and the original 1D fluid flow is replaced with a more representatively radial flow. The distribution of the fluid in the modified fluid field is analyzed and a sound explanation to the problem is given. Due to the consideration of the fluid flow in the vertical direction, the modified model can predict the fracture height much better. To validate the rationality of the radial fluid flow assumption, the distribution of the fluid in the modified fluid field is simulated with the plane potential flow by using finite element method. And the results agree effectively with those from the assumption. Through comparing with the full 3D model, the results show that this new P3D model can be used to aid the fracturing design and predict the fracture height under poorly contained situation.     

一种考虑滤失的水平裂缝延伸新模型

为满足工程设计的需要,以缝中流体单元的受力分析为基础,综合流体力学理论,弹性力学理论和物质平衡原理,重新建立了水平裂缝中压力分布,水平裂缝宽和水平裂缝延伸半径等数学模型以及用差分法离散后的数值模型,并用牛顿迭代方法进行数值求解。     

基于粒子的非牛顿流体模拟统一模型

为模拟非牛顿流体的运动现象,提出了一种基于粒子的模拟方法.通过对Navier-Stokes方程组添加应力张量项,并利用光滑粒子流体动力学的基本方法进行求解,建立了非牛顿流体模拟的统一模型.实验结果表明,通过调节模型参数k和μ,流体可表现出不同的弹性和塑性.增大k而减小μ,流体会表现出较强的塑性和较弱的弹性,反之,增大μ而减小k,流体会表现出较强的弹性和较弱的塑性.通过扩展Navier-Stokes方程组,模型能够真实的模拟具有不同弹性和塑性性质的非牛顿流体.     

基于均匀设计法的水压致裂模拟试验优化研究

水压致裂技术作为一种绝对应力测量方法广泛地运用在原地应力测量领域,在其测量过程中影响岩石破裂值的流体力学影响因素主要是压裂液的注液速率、黏度和密度等,因此应开展流体力学影响因素的室内模拟试验,定量分析各因素对于原地应力测量准确度的影响。由于因素数量较多且该试验对于岩芯试块为破坏性试验,因此试验设计较为复杂且次数较多,全面试验或正交试验方案将严重影响试验实际操作和试验效果。本文在理论分析流体力学因素对于裂缝扩展和破裂压力影响基础上,提出一种基于混合水平均匀设计方法的水压致裂模拟试验优化方案,根据压裂液的注液速率、黏度和密度等影响因素及其参数值（水平数）构建均匀试验设计方案,利用DPS数据处理软件获取最优混合水平的均匀设计表,然后根据最优均匀设计表选择不同流体力学参数的典型点进行试验。最后将试验结果与部分全面试验结果进行对比分析,证明优化试验的岩石破裂值均处于全面试验测量区间内,印证了不同流体力学因素对于岩石破裂值的影响效应。本文中优化算法试验方案通过较少的试验次数简化了试验流程,试验次数仅为正交试验的四分之一,因此显著提高了水压致裂多影响因素模拟试验效率,对于后续建立不同流体力学影响因素的破裂压力修正公式与补偿模型提供了一种快速有效的试验方法,对原地应力进一步精确测算具有一定的积极意义。     

水煤浆管道输送数值模拟研究进展

水煤浆是一种具有复杂流变特性的非牛顿流体,对水煤浆管道输送的流型和内部结构进行数值模拟可实现水煤浆流动的可视化,弥补实验研究的不足。从两相流理论和非牛顿流理论出发,综述了水煤浆管道输送数值模拟的主要模型和方法并进行了分析比较,考虑了水煤浆中添加剂对不同模型的影响,最后得出水煤浆管道输送数值模拟较合理的模型是非牛顿流模型。对目前各种模型和算法中存在的问题,提出今后发展的方向。     

裂缝地层漏失规律研究

本文根据地下裂缝的漏失特性,建立了地下裂缝漏失规律的数学模型,并导出了各种流体在裂缝中的流动规律。根据流动规律可以定量分析和计算漏速或漏失量与压差、裂缝尺寸、钻井液流变性能等之间的关系,这对优选优配堵漏剂的性能,选择合理的堵漏方法,提高防漏堵漏的成功率具有重要的指导意义。     

MP/TPU/POM的流变行为

采用机械共混法制备了MP/TPU/POM复合材料,借助RH2000型毛细管流变仪研究了改性前后POM的流变性能。结果表明,复合阻燃剂的加入并没有改变POM的假塑性特征,阻燃POM仍为假塑性流体,其表观黏度随剪切速率的增加而降低;阻燃POM的黏流活化能和表观黏度随温度的升高而降低,其对温度的敏感性低于纯POM;阻燃后POM的非牛顿指数降低,非牛顿性增强。     

稠油油藏注水渗流特性与改善开发效果研究

稠油油藏原油的非牛顿流体流变特性和在注水开发中的渗流特性是影响采油速度和原油采收率的重要因素。根据对三个油田稠油样品的实验研究结果,表明稠油的非牛顿流体流变特性主要受原油组份、含气饱和度、温度和渗流速度的影响;在注水开发中的渗流特性由于受到多孔介质内吸附、凝结和堵塞作用影响,导致流度明显降低,直接影响开发效果。     

Z油田大斜度压裂井产能数值模拟研究

针对Z油田具有代表性的7口大斜度压裂井建立了单井砂岩模型、孔隙度模型、渗透率模型,形成了Z油田天然裂缝发育储层大斜度压裂井产能数值模拟方法,数值模拟给出了不同层段（S1段、S3段和D2段、D3段）、不同井斜角（60°、75°）、不同裂缝参数和生产压差条件下大斜度压裂井产能模拟结果。通过探井试油资料与数值模拟预测结果对比分析可知,该数值模拟方法的计算结果与实际试油结果吻合,从而为Z油田大斜度压裂井产能预测分析提供了科学依据。